Optimal acceleration-based control of vehicles on curved roads

Minimum time optimization problems represent a major challenge in the automation field. For lap optimization, a major contributing factor is the time a vehicle takes to complete a cornering maneuver. In this thesis work, a novel method is proposed and developed to minimize this time using a particle model optimization and an introduction to a planar vehicle model optimization. The basic method is described and tested on a simple 90o corner, which shows promising results. A specific software for the optimization is used, PROPT, while for the simulations needed to verify the results obtained CarMaker is used. Also, there appears to be no technical obstacle to applying the method to full racing circuits, as the computation time is small and only increased linearly with respect to path length.

I problemi di ottimizzazione temporale, intesi come minimizzazione del tempo impiegato per svolgere un’azione, rappresentano una delle maggiori sfide nell’ambito dell’automatica. In particolare, nel settore dei veicoli su ruote, si parla di lap optimization problems. Uno degli aspetti più importanti in questi problemi è il tempo che il veicolo impiega nel percorrere una curva. L’obiettivo di questo lavoro di tesi è quello di introdurre un innovativo metodo per la minimizzazione del tempo necessario a completare questo tipo di manovra. Verrà impiegato in primo luogo un modello puntiforme del veicolo e successivamente verrà introdotto un modello piano di veicolo. Il nuovo metodo è sviluppato e testato per una semplice curva a 90°, mostrando risultati interessanti. Per l’ottimizzazione viene utilizzato un software specifico, PROPT, mentre per le simulazioni necessarie alla verifica dei risultati viene utilizzato CarMaker. L’applicazione di questo metodo potrà, successivamente, essere applicato all’ottimizzazione di un intero circuito.